EL ACERO INOXIDABLE EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS
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- Jesús Chávez del Río
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1 EL ACERO INOXIDABLE EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS 1. POR QUE Y CUANDO LOS ACEROS INOXIDABLES RESISTEN LA CORROSION En la actualidad se acepta que la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables (que contienen siempre un elevado % de cromo), es producto a la formación de una capa superficial de óxido de cromo muy fina, que impide que la corrosión de los aceros penetre del exterior hacia el interior. Para que un acero sea inoxidable, es necesario que estén presentes los factores de composición, estado del material y medio de ataque, convenientes para que se forme la capa de óxido protector. Cuando actúan sólo los agentes atmosféricos, la presencia del 12% de cromo es suficiente para que se forme la capa de óxido que impide la corrosión producida por aire ambiente y la acción de agentes corrosivos débiles. Al aumentar la intensidad del ataque, para que se pueda formar una capa de óxido suficientemente protectora, es necesario mayor porcentaje de cromo, pero esto ocurre hasta un cierto límite a partir del cual ya no se aumenta la resistencia a la corrosión y es necesario adicionar otros elementos como níquel, molibdeno, titanio, etc., según sea el caso. DEFINICION: El acero inoxidable es un acero aleado que debe contener al menos un 12 % de cromo, y dependiendo del medio ambiente en que se va ha usar puede contener además otros elementos como níquel, molibdeno u otros. 2. CORROSION EN LOS ACEROS INOXIDABLES Tipos de corrosión que pueden afectar a los aceros inoxidables: Corrosión generalizada. Corrosión localizada. Intergranular Pitting Galvánica Stress corrosion cracking (bajo tensiones) Crevice corrosion (corrosión por grietas). 2.1 Corrosión generalizada Este tipo de corrosión actúa en forma uniforme en toda la superficie del material, y se debe al debilitamiento uniforme del film de pasivación (óxido de cromo) sobre toda la superficie del acero. Generalmente ocurre a causa de la mala selección del tipo de acero inoxidable, un ejemplo de corrosión generalizada es exponer acero inoxidable de tipo 1
2 ferrítico de bajo contenido de cromo (AISI 430) a una moderada solución de ácido sulfúrico a temperatura. 2.2 Corrosión Intergranular Este tipo de corrosión ataca generalmente a los aceros del tipo 18/8 (serie 300), que se exponen a temperaturas entre 430 a 870 C. Este problema se presenta en las proximidades de zonas soldadas en las que durante este proceso el material alcanza estas temperaturas, formándose carburos de cromo en los límites de los cristales de austenita, empobreciendo esta zona de este elemento (cromo) quedando de esta forma expuesto el grano del material a la corrosión. Una forma de evitar la corrosión intergranular es usar aceros de bajo contenido de carbono (tipo L), y cuando las condiciones temperaturas son aún más severas se debe usar aceros estabilizados. 2.3 Corrosión por pitting Es el ataque localizado (picaduras) que produce penetración en el acero inoxidable. El pitting se asocia con la discontinuidad local del film de pasivación, puede ser debido a, condiciones extremas de agentes corrosivos o a imperfecciones mecánicas, tales como partículas extrañas, daño en la superficie del material, o por fallas en la película de óxido de cromo. El fenómeno ocurre cuando se rompe la capa pasivante y hay un ataque muy localizado. Es posible prevenir o retardar este efecto, utilizando aceros con contenido de molibdeno. 2.4 Corrosión Galvánica Todos los aceros inoxidables son susceptibles a este tipo de corrosión y se produce por el contacto de dos metales de distinto potencial de oxidación que están en contacto en un medio corrosivo. Como un metal altamente resistente a la corrosión, el acero inoxidable puede actuar como cátodo cuando está en contacto con un material menos noble, generándose un fenómeno electrolítico que daña la superficie del acero inoxidable. 2.5 Stress corrosion cracking (bajo tensiones) Este tipo de corrosión es el menos frecuente y como tal el menos estudiado, se trata de un tipo de corrosión transgranular, es producido por tensiones generadas en el material, tales como tracción, deformaciones en frío, soldaduras, etc., ante la presencia de agentes químicos, principalmente compuestos clorados. Este tipo de corrosión se manifiesta por pequeñas en las zonas expuestas a tensión. 2
3 2.6 Crevice corrosion (grietas) Ocurre solo en las líneas de fusión (línea de soldadura) del metal base en aceros inoxidables estabilizados, al ser expuestos a ácido nítrico concentrado en caliente. Esta corrosión es más rápida en aceros con alto contenido de carbono. Se puede mejorar esta resistencia con un mayor agregado de estabilizantes y de ser posible no usar estos aceros en presencia de ácido nítrico caliente. 3. GRUPOS DE ACEROS INOXIDABLES: Existen cuatro grupos de aceros inoxidables: Martensíticos Ferritícos Austeníticos Dúplex 3.1 Martensíticos Contiene al menos un 12% cromo, y son aceros que por el tipo de estructura pueden admitir temple (es decir pueden ser tratados térmicamente como los aceros comunes) además son aceros que se pueden magnetizar. De este tipo de aceros los más comunes son el 402, 410, 414, se usa en la fabricación de pernos, tuercas, para piezas mecanizadas. 3.2 Ferríticos Son aceros al cromo, entre un 15 a 30%. Su resistencia a la corrosión es ligeramente superior a la de los aceros martensíticos, se caracterizan además por no poder ser tratados térmicamente como los aceros comunes. Son, en general, de resistencia mecánica bastante baja, bastante blandos y relativamente frágiles y al igual que los aceros de tipo martensíticos, son magnéticos. El más común es el tipo 430, el cual es ampliamente usado como elemento decorativo y de revestimiento (ascensores, escaleras mecánicas, etc.) 3.3 Austeníticos (18/8) Son aceros 18%cromo/8%níquel. Son más inoxidables y resistentes a la corrosión atmosférica y a ciertos ácidos que los aceros correspondientes a los grupos citados anteriormente. De la misma forma estos aceros tienen mayor resistencia mecánica. Estos aceros no pueden ser templados y a diferencia de los dos grupos anteriores no son magnéticos. 3
4 3.4 Dúplex Son el grupo de aceros inoxidables más recientemente desarrollado, tienen una estructura mixta ferrítica y austenitíca. Tienen muy buena resistencia a la corrosión, alta resistencia mecánica, y son en general más fuertes que los aceros de tipo austeníticos, el más común es el acero tipo SAF ACEROS INOXIDABLES SERIE 300 Estos aceros inoxidables de tipo austenítico son los más difundidos en el mercado, se caracterizan por tener muy buena resistencia a los agentes atmosféricos, mayor resistencia a la acción corrosiva de los ácidos y tener además, en general, a elevadas temperaturas buena resistencia mecánica y muy buena resistencia a la oxidación. Se emplean para elementos decorativos, equipos e instalaciones de tipo sanitarias, elementos de hornos y calderas, y en general instalaciones industriales. Los más usados son, 304, 304L, 316, 316L, 317L, 310, AISI 304 Es considerado como el acero inoxidable de mayor aplicación. Contiene cromo y níquel, resiste muy bien la acción de numerosos agentes corrosivos y por tener gran ductilidad puede ser trabajado en frío por muy diversos procedimientos y obtenerse con él las formas y perfiles mas variados. Es muy utilizado en la industria alimenticia, y tiene también aplicaciones en la industria química, textil, etc ,05 Max. 18/20 8/ AISI 304L Es acero inoxidable de bajo contenido de carbono, lo que le permite tener mayor resistencia a la corrosión intergranular. Se utiliza para fabricaciones soldadas en las que interesa gran seguridad en el trabajo de soldadura ,025 Max. 18/20 8/ AISI 316 La adición de 1 a 2% de molibdeno al acero de tipo 304, sirve para mejorar su resistencia a la corrosión, sobre todo en condiciones desfavorables, como en el caso de altas presiones o elevadas temperaturas de trabajo. Este acero se emplea mucho para elementos de maquinaria e instalaciones dedicados a la industria de la pulpa y de papel y 4
5 da muy buenos resultados en contacto de altas concentraciones de ácido acético, fosfórico, tartárico, y otros ácidos similares. Mo 316 0,05 Max. 18/20 8/11 2/3 4.4 AISI 316L Este tipo de acero inoxidable es una versión del AISI 316, de bajo contenido de carbono, lo que le otorga mayor resistencia a la corrosión intergranular. Mo 316 0,03 Max. 18/20 8/11 2/3 4.5 AISI 317L Este es un tipo de acero que mejora la resistencia a los ataques corrosivos tipo, pitting y corrosión Crevice, debido a que contiene mayor cantidad de molibdeno. Para contrarrestan la tendencia a la formación de ferrita durante la elaboración de este acero, se agrega mayor cantidad de níquel, obteniendo como resultado un mejoramiento general de la resistencia a la corrosión. Mo 317L 0,03 Max. 18/20 11/15 3/4 4.6 AISI 310 Acero refractario de alta aleación, usado para trabajar a altas temperaturas. Los altos contenidos de cromo y níquel le dan al acero excelentes resistencia a la oxidación así como gran resistencia a altas temperaturas ,25 Max. 24/26 19/ AISI 310S Es la versión del AISI 310 con bajo contenido de carbono. Se recomienda su uso cuando existan posibilidades de corrosión intergranular por efecto de procesos a altas temperaturas. 5
6 310S 0,08 Max. 24/26 19/ AISI 321 Es una versión estabilizada con titanio del acero tipo AISI 304. Este tipo de acero se recomienda cuando se va a trabajar a altas temperaturas de procesos (500ºC a 700ºC aprox.), otorgándole aún mayor resistencia a la corrosión de tipo intergranular. 4.9 OTROS TIPOS ACERO Aceros tipo DDQ: (Deep Drawing Quality): estos aceros son de embutición profunda, es decir tienen gran capacidad de elongación sin perder sus propiedades mecánicas y de dureza. Este tipo de acero es usado en la fabricación de cartuchos de filtro, lavaplatos, etc. 6
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